全站儀新技術及其應用
全站儀是由電子測角、電子測距、計算和數據存儲等單元組成的,能自動顯示測量結果、與外圍設備交換信息的多功能三維坐標測量系統,是現代測量工作的主要儀器之一。隨著技術的進步,全站儀逐步向自動化、智能化方向發展,各生產廠家逐步開發出了各具特色的全站儀,這些新技術為提高測量精度、減輕作業勞動強度以及拓展工作領域等提供了硬件基礎,了解并掌握這些新技術,可以選擇合適的儀器,以便更快更好的完成實際工作。
1.激光對中。早期的測繪儀器經緯儀的對中一開始用錘球對中,效率低,精度也不高(≤±5mm);之后改用光學對中,速度快并且精度也較高(≤±2mm)。而如今的全站儀大部分可配備激光對中器可選,即采用激光對中裝置,在安置儀器時,打開激光對點功能,就會在地面上形成一個可見紅色激光光束,當光束與測站點重合時則對中完成。激光對中的精度與光斑大小、儀器高度有關,當儀器高1.5m時,對中精度也能達到1.5mm。激光對中技術使得測量工作更直觀快速,工作效率更高。
2.雙軸圓電子氣泡。水準儀、經緯儀以及普通的全站儀都是采用圓水準器+管水準器實現儀器整平的。一般圓水準器的分劃值為8′~15′/2mm,管水準器的分劃值為10″~20″/2mm,而電子氣泡分辨力為2″,不僅精度高,而且圖形化,直觀形象,整平時無需要將儀器轉動 90°使水準管行于一對平腳螺旋連線方向。
采用雙軸補償技術,儀器能自動消除誤差和進行自動補償,真實反映儀器實際安平狀態,大大提高了儀器的精度和自動化水平。圖形化的氣泡,橫軸、豎軸雙軸補償誤差顯示使操作者心中有數,一目了然。
3.免棱鏡測距。普通測距儀測距是通過紅外光+棱鏡實現,儀器發射電路系統發出的紅外光經棱鏡反射返回到接收電路系統,測量時必須在目標點上安放棱鏡,但有些情況下目標點上無法安裝棱鏡,如高聳建筑物或懸崖峭壁等人很難到達的點,物體表面測量不允許放置棱鏡,火災、地震、洪水等自然災害情況下有危險的地方等,這時可以通過免棱鏡測距功能來進行測量。
免棱鏡測距是通過發射強度較高的激光,經物體表面的漫反射作用來測距。這種激光與對中用的激光相似,都是紅色的可見光,測距時儀器發出一束激光直接照射到待測物體的表面,照到哪兒,測到哪兒,很直觀,并且測量速度快,使用方便。普通全站儀免棱鏡測距功能的范圍在350m到400m,測距精度為2mm+2ppm。而在2012年,科力達全站儀免棱鏡測距再次升級至800m,超長測距讓您的測量不再煩惱。
4.編碼測角。從光柵到編碼,讓測繪儀器技術又進入到了新的境界,編碼讀盤上以特定規律刻畫的二進制編碼,通過讀數系統直接測角。開機無需初始化,在測量中,若出現掉電關機,重新啟動儀器仍保留原有信息,大大方便了測量工作者。
5. Windows操作系統。全站儀從本質上來說就是一臺帶有多種傳感器的計算機,具有觀測、記錄、計算、傳輸的能力。從DOS到Windows, Win全站儀采用Windows操作系統,支持真彩色圖形顯示和多種工業標準配件 (如藍牙設備等),將測角、測距功能用更人性化的界面、更穩定的系統支持實現,把眾多繁雜的專業操作轉換成直觀的圖形操作,讓儀器具有更流暢的操作。同時與通用計算機的兼容性強,易于自行開發適用的機載軟件,進一步增強全站儀的功能,提高全站儀使用的方便性。
6.高精度測角、測距。采用密珠軸系取代原先的半浮動立軸,從對徑兩探頭到四個讀取頭的測角系統,使得水平角精度得到進一步提高;采用全新的五同軸光設計,即望遠、測距激光發射、測距激光接收、瞄準光源發射和瞄準圖像接收五個光軸的同軸,相位式測量,提高測距頻率,大大滿足了全站儀高精度測距要求。
7.馬達驅動、自動照準功能。目前使用的絕大多數測量儀器,所有的操作均由測量員手工完成,其操作技能是通過長期實踐獲得的,測量精度與觀測員的操作技能有很大關系,并且這種操作勞動強度比較大。馬達驅動、自動照準功能可以消除不同測量員的人為測量誤差,減少測量員的工作量,而且自動掃描和識別棱鏡僅需要幾秒鐘到十幾秒鐘的時間,測量速度快,可以大大提高工作效率。2012年科力達即將推出的高精度自動伺服全站儀的伺服技術都可以實現自動測量功能。
8.瞄準跟蹤測量。當被測對象處于運動狀態時(低速),為了能夠隨時測量對象的位置,可以使用全站儀的瞄準跟蹤測量功能,完成對目標棱鏡的搜索、瞄準和鎖定。鎖定模式使儀器能跟蹤并鎖定一個移動的棱鏡,每當棱鏡做短暫停頓,就可以進行距離測量。打開鎖定模式需要對距離進行一次初始化測量,使得儀器能“記住”棱鏡,如果棱鏡隨后又移動,儀器會一直自動跟蹤照準的棱鏡。馬達驅動、自動照準功能以及鎖定跟蹤測量一般與360度棱鏡配合使用,這樣持鏡者無需特別注意將棱鏡瞄向儀器方向,使得測量和放樣工作更加方便、快捷。
【編者按】:從無到有,從手動記錄到自動存儲,從紅外到激光,從單軸到雙軸,從光柵到編碼,從DOS到WINDOWS,日積月累,水滴石穿,磨練,進步。2012年,科力達全站儀核心技術突破,免棱鏡測程再次升級至800m,高精度伺服自動全站儀推出,科力達全站儀邁向新的高度。
文單來源:全站儀新技術及其應用
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